CN109652630A - 一种变速器焊接齿轮的加工工艺 - Google Patents

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Abstract

变速器大型齿轮由整体锻件改为采用焊接结构，具有节约原材料和制造成本低等特点，但由于不同材料及焊缝使渗碳淬火工艺具有一定的复杂性，增大了热处理工艺的难度。本发明公开了一种变速器焊接齿轮的加工工艺，即降低了齿轮的制造成本，又保证了焊接齿轮的各种参数性能。

Description

一种变速器焊接齿轮的加工工艺
技术领域
本发明涉及齿轮加工领域，具体涉及一种变速器焊接齿轮的加工工艺。
背景技术
变速箱主要指的是汽车的变速箱。它分为手动、自动两种，手动变速箱主要由齿轮和轴组成，通过不同的齿轮组合产生变速变矩；而自动变速箱是由液力变扭器、行星齿轮和液压操纵系统组成，通过液力传递和齿轮组合的方式来达到变速变矩。然而无论是手动变速箱还是自动变速箱都需要用到变速箱齿轮。
变速箱齿轮经常在高转速、高负荷、转速和负荷不断交变的情况下工作。齿轮除了由于正常磨损外，还会由于润滑油品质、润滑条件不良、驾驶操作不当、维修时齿轮装配相互啃合位置不当等原因，均会造成齿轮冲击，轮齿啃合得不好以及起步抖动等，都会加速齿轮的磨损和损伤。齿轮是依靠本身的结构尺寸和材料强度来承受外载荷的，这就要求材料具有较高强度韧性和耐磨性；由于齿轮形状复杂，齿轮精度要求高，还要求材料工艺性好。采用整体锻件制作的变速器大型齿轮具有较高强度韧性和耐磨性，但造价也相当昂贵，若改为采用焊接结构，具有节约原材料和制造成本低等特点，但由于不同材料及焊缝使渗碳淬火工艺具有一定的复杂性，增大了热处理工艺的难度。
发明内容
本发明公开了一种变速器焊接齿轮的加工工艺，即降低了齿轮的制造成本，又保证了焊接齿轮的各种参数性能。
为了实现上述目的，本发明采取的技术方案是：
一种变速器焊接齿轮的加工工艺，包含如下步骤：
S1：按图样分别准备齿圈、轮辐、轮毂等材料；
S2：前述齿圈粗加工、正火、回火；
S3：前述齿圈第二次粗加工、探伤、堆焊过渡层、去应力退火；
S4：前述堆焊层粗加工、探伤；
S5：焊接，将所述轮毂、前述轮辐、与所述齿圈焊接成一体；
S6：前述齿轮去应力退火，焊缝探伤检查；
S7：前述齿轮粗滚齿；
S8：前述齿轮渗碳、球化退火；
S9：前述齿轮车内孔及断面渗碳层、焊缝探伤；
S10：前述齿轮淬火、回火、焊缝探伤；
S11：前述齿轮精车，精滚齿或磨齿；
其中，步骤S2中，前述齿圈以温度T1℃加热t1小时，其中640≤T1≤660，t1＝3；继续升温至T2℃加热t2小时，其中840≤T2≤860，t2＝2.5；回火至温度T3℃保温t3小时，其中280≤T3≤320，t3＝7；
步骤S3中，前述齿圈以温度T4℃加热t4小时，其中T4＝650，t4＝1；继续升温至T5℃加热t5小时，其中920≤T5≤940，t5＝2；之后按50℃/h的降温速度进行去应力退火；
步骤S6中，前述齿轮以温度T6℃加热t6小时，其中240≤T6≤260，t6＝2；按25℃/h的升温速度升温至T7℃加热t7小时，其中640≤T7≤660，t7＝6；之后自然炉冷至室温。
进一步地，步骤S8中，以阶梯升温的方式完成前述齿轮的渗碳、球化退火，具体为：炉温升至250℃，保持炉温在250±10℃，保温时间3小时；继续升温至650℃，保持炉温在650±10℃，保温时间3小时；继续升温至890℃时，通过两组对称滴注器，分别滴入甲醇和煤油，每个滴注器每分钟滴180滴，100滴为3.6ml，滴入时间达到18分钟后停止滴入，并保持炉温在890±10℃，保温时间3小时炉冷至600℃再升温球化。
进一步地，步骤S8中，前述齿轮的球化退火过程为：炉温升至650℃，保持炉温在650±10℃，保温时间2小时继续升温至770℃，保持炉温在770±10℃，保温时间6小时；再降温至680℃，保持炉温在680±10℃，保温时间6小时；之后炉冷至250℃。
进一步地，步骤S10中，以阶梯升温的方式完成前述齿轮的淬火，具体为：炉温升至350±10℃时，保温时间2小时；继续升温至650±10℃，保温时间2小时；继续升温至810±10℃时，保温时间4小时，淬火过程中，通过一组对称滴注器，按2×50滴/分钟的速率滴入甲醇；之后通过风冷的方式，降温至160～180℃，降温时间为1小时；再空冷至室温。
进一步地，前述齿轮采用的淬火介质为甲醇和煤油。
本发明的技术效果：
变速器大型齿轮由整体锻件改为采用焊接结构，具有节约原材料和制造成本低等特点；此外，针对但不同材料及焊缝使渗碳淬火工艺具有一定的复杂性，增大了热处理工艺的难度，本发明的一种变速器焊接齿轮的加工工艺，可保证焊接齿轮的各种参数性能。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用与限定本发明。
一种变速器焊接齿轮的加工工艺，包含如下步骤：
S1：按图样分别准备齿圈、轮辐、轮毂等材料；
S2：前述齿圈粗加工、正火、回火；
S3：前述齿圈第二次粗加工、探伤、堆焊过渡层、去应力退火；
S4：前述堆焊层粗加工、探伤；
S5：焊接，将所述轮毂、前述轮辐、与所述齿圈焊接成一体；
S6：前述齿轮去应力退火，焊缝探伤检查；
S7：前述齿轮粗滚齿；
S8：前述齿轮渗碳、球化退火；
S9：前述齿轮车内孔及断面渗碳层、焊缝探伤；
S10：前述齿轮淬火、回火、焊缝探伤；
S11：前述齿轮精车，精滚齿或磨齿；
步骤S2中，前述齿圈以温度T1℃加热t1小时，其中640≤T1≤660，t1＝3；继续升温至T2℃加热t2小时，其中840≤T2≤860，t2＝2.5；回火至温度T3℃保温t3小时，其中280≤T3≤320，t3＝7；
步骤S3中，前述齿圈以温度T4℃加热t4小时，其中T4＝650，t4＝1；继续升温至T5℃加热t5小时，其中920≤T5≤940，t5＝2；之后按50℃/h的降温速度进行去应力退火；
步骤S6中，前述齿轮以温度T6℃加热t6小时，其中240≤T6≤260，t6＝2；按25℃/h的升温速度升温至T7℃加热t7小时，其中640≤T7≤660，t7＝6；之后自然炉冷至室温。
步骤S8中，以阶梯升温的方式完成前述齿轮的渗碳、球化退火，具体为：炉温升至250℃，保持炉温在250±10℃，保温时间3小时；继续升温至650℃，保持炉温在650±10℃，保温时间3小时；继续升温至890℃时，通过两组对称滴注器，分别滴入甲醇和煤油，每个滴注器每分钟滴180滴，100滴为3.6ml，滴入时间达到18分钟后停止滴入，并保持炉温在890±10℃，保温时间3小时炉冷至600℃再升温球化。
步骤S8中，前述齿轮的球化退火过程为：炉温升至650℃，保持炉温在650±10℃，保温时间2小时；继续升温至770℃，保持炉温在770±10℃，保温时间6小时；再降温至680℃，保持炉温在680±10℃，保温时间6小时；之后炉冷至250℃。
步骤S10中，以阶梯升温的方式完成前述齿轮的淬火，具体为：炉温升至350±10℃时，保温时间2小时；继续升温至650±10℃，保温时间2小时；继续升温至810±10℃时，保温时间4小时，淬火过程中，通过一组对称滴注器，按2×50滴/分钟的速率滴入甲醇；之后通过风冷的方式，降温至160～180℃，降温时间为1小时；再空冷至室温。
大型焊接齿轮的渗碳淬火技术关键是防止在制造(尤其是渗碳淬火)过程中的焊缝开裂，本实施例中，变速器焊接齿轮均采用间歇性的加热和阶梯升温的方式，能够让温度逐步从外部到内部导热，避免内外的温差过大，而导致受热的不均匀，温差过大会在内部产生细缝，影响质量。
变速器大型齿轮由整体锻件改为采用焊接结构，具有节约原材料和制造成本低等特点，此外，针对但不同材料及焊缝使渗碳淬火工艺具有一定的复杂性，增大了热处理工艺的难度，本实施例的一种变速器焊接齿轮的加工工艺，采用的淬火介质为甲醇和煤油，按《热处理油冷却性能测定法》规定，通过从冷却曲线上计算的油样的冷却性能(特性温度、特性时间)，可保证焊接齿轮的高精度、以及变形小的参数要求。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内做做的任何修改、等同替换和改进等，均包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种变速器焊接齿轮的加工工艺，包含如下步骤：
S1：按图样分别准备齿圈、轮辐、轮毂等材料；
S2：所述齿圈粗加工、正火、回火；
S3：所述齿圈第二次粗加工、探伤、堆焊过渡层、去应力退火；
S4：所述堆焊层粗加工、探伤；
S5：焊接，将所述轮毂、所述轮辐、与所述齿圈焊接成一体；
S6：所述齿轮去应力退火，焊缝探伤检查；
S7：所述齿轮粗滚齿；
S8：所述齿轮渗碳、球化退火；
S9：所述齿轮车内孔及断面渗碳层、焊缝探伤；
S10：所述齿轮淬火、回火、焊缝探伤；
S11：所述齿轮精车，精滚齿或磨齿；
其特征在于，步骤S2中，所述齿圈以温度T1℃加热t1小时，其中640≤T1≤660，t1＝3；继续升温至T2℃加热t2小时，其中840≤T2≤860，t2＝2.5；回火至温度T3℃保温t3小时，其中280≤T3≤320，t3＝7；
步骤S3中，所述齿圈以温度T4℃加热t4小时，其中T4＝650，t4＝1；继续升温至T5℃加热t5小时，其中920≤T5≤940，t5＝2；之后按50℃/h的降温速度进行去应力退火；
步骤S6中，所述齿轮以温度T6℃加热t6小时，其中240≤T6≤260，t6＝2；按25℃/h的升温速度升温至T7℃加热t7小时，其中640≤T7≤660，t7＝6；之后自然炉冷至室温。
2.根据权利要求1所述的一种变速器焊接齿轮的加工工艺，其特征在于，步骤S8中，以阶梯升温的方式完成所述齿轮的渗碳、球化退火，具体为：炉温升至250℃，保持炉温在250±10℃，保温时间3小时；继续升温至650℃，保持炉温在650±10℃，保温时间3小时；继续升温至890℃时，通过两组对称滴注器，分别滴入甲醇和煤油，每个滴注器每分钟滴180滴，100滴为3.6ml，滴入时间达到18分钟后停止滴入，并保持炉温在890±10℃，保温时间3小时炉冷至600℃再升温球化。
3.根据权利要求2所述的一种变速器焊接齿轮的加工工艺，其特征在于，所述齿轮的球化退火过程为：炉温升至650℃，保持炉温在650±10℃，保温时间2小时；继续升温至770℃，保持炉温在770±10℃，保温时间6小时；再降温至680℃，保持炉温在680±10℃，保温时间6小时；之后炉冷至250℃。
4.根据权利要求1所述的一种变速器焊接齿轮的加工工艺，其特征在于，步骤S10中，以阶梯升温的方式完成所述齿轮的淬火，具体为：炉温升至350±10℃时，保温时间2小时；继续升温至650±10℃，保温时间2小时；继续升温至810±10℃时，保温时间4小时，淬火过程中，通过一组对称滴注器，按2×50滴/分钟的速率滴入甲醇；之后通过风冷的方式，降温至160～180℃，降温时间为1小时；再空冷至室温。
5.根据权利要求1所述的一种变速器焊接齿轮的加工工艺，其特征在于，所述齿轮采用的淬火介质为甲醇和煤油。
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